河南理工大学隧道课程设计
隧道课程设计-公路隧道结构设计与计算
隧道工程课程设计设计题目：公路隧道结构设计与计算1课程设计任务书1.1 目的和要求1、课程设计是《隧道工程》课程教学的重要实践性环节，是使学生熟练掌握隧道设计计算原理和计算方法的重要内容。
要求每个学生高度重视，必须认真按时完成。
1.2时间安排根据高等学校土木工程专业《隧道工程》课程教学大纲要求：本课程安排一周的课程设计，采取集中进行的方式。
按照本学期本课程教学的实际教学情况，对课程设计工作做如下安排：1、根据教学进度，将课程设计任务布置给学生；2、学生在学期的第二周内完成课程设计内容；3、课程设计计算书完成后，在第三周交任课老师1.3课程设计题目及资料1、课程设计题目：公路隧道结构设计与计算某高速公路隧道（双向四车道，隧道长： 250m）通过Ⅲ级围岩，埋深H=20m，隧道围岩天然容重γ=24KN/m3，计算摩擦角ф =45 ,采用钻爆法施工。
要求按高速公路设计速度100km/h考虑公路隧道建筑限界的横断面：1)按公路隧道要求对隧道衬砌进行结构设计（拟定结构尺寸）；2)按规范确定该隧道的竖向均布压力和侧向分布压力；3)计算衬砌结构的内力（画出弯矩图和轴力图）；4)对衬砌结构进行配筋验算。
2、参考资料：（ 1）中华人民共和国行业标准《公路隧道设计规范》JTG D70-2004, 人民交通出版社，2004 年 9 月；（ 2）中华人民共和国行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004, 人民交通出版社，2004 年；（3）夏永旭编著《隧道结构力学计算》，人民交通出版社， 2004 年；（4）有关《隧道工程》教材；（5）有关隧道设计图纸；（6）公路隧道、世界隧道、岩石力学与工程学报等期刊。
1.4课程设计做法指导1、根据题目要求，按照《公路隧道设计规范》JTG D70-2004 拟定隧道结构的截面尺寸，包括轮廓线半径和厚度等；2、按照比例（例如1：100）绘制横断面图；3、按照 04 年发布的《公路隧道设计规范》JTG D70-2004确定隧道围岩竖向压力和水平压力；4、隧道结构内力计算，要求写出计算过程，并画出内力图；5、每位学生提交的课程设计成果（计算书）：（1）按上述要求进行的计算过程和计算结果；（2）按比例绘制的隧道结构设计图纸一张（包括隧道横断面图、断面配筋图、支护设计图）。
河南理工大学隧道课程设计
1．隧道断面设计1.1隧道建筑限界设计设计资料：高速公路三车道（设计速度：80km/h）V级围岩隧道（埋深100m）需要设置的参数有：侧向宽度L、车道宽度W、车道数、余宽C、检修道J、人行道R等。
综上，本隧道建筑限界参数如下：车道宽度W=3.75m；车道数=3；=0.75m；侧向宽度L l=0.5m， Lr建筑限界左顶角宽度E l=L l=0.5m, 建筑限界右顶角宽度E r=L r=0.75m检修道J左右均为0.75m；建筑限界高度：5.0m。
（高速公路）隧道路面横坡为单向坡。
且坡度的设置应根据隧道长度、平纵线性等因素综合起来进行考虑，一般采用值1.5%~2%，本设计采用2%.图1.1 高速公路隧道建筑界限（单位：cm）1.2隧道的内轮廓线设计本隧道为单向交通，隧道的路面横坡以单向坡合适，坡度设置为2%。
内轮廓线与建筑限界最小应大于10cm。
根据《公路隧道设计规范条文说明》：在设计时速为80km/h的高速公路中按照“三心圆”作图的方法具体尺寸详见表1.1表1.1三车道隧道内轮廓几何尺寸公路等级设计速度（KM/h）R1R2R3A1A2A3高速公路80717125314347702502902．隧道围岩压力计算2.1 支护方法及衬砌材料根据《公路隧道设计规范》（JTG-2004），本设计为高速公路，采用复合式衬砌，复合式衬砌是由初期支护和二次衬砌及中间防水层组合而成的衬砌形式。
复合式衬砌应符合下列规定：由规范8.4.2-2，对于三车道V级围岩，详见图2.1图2.1三车道隧道复合式衬砌设计参数初期支护：拱部边墙的喷射混凝土厚度为20-30cm，拱墙的锚杆长度为3.5-5m，锚杆间距为0.5-1.0m；二次衬砌厚度：拱墙混凝土厚度为60cm因此确定衬砌尺寸及规格如下：深埋隧道外层初期支护，根据规范规定，采用锚喷支护，锚杆采用普通水泥砂浆锚杆，规格HRB20×2.5m，采用梅花型局部布设，采用C30喷射混凝土。
段隧道课程设计
段隧道课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握隧道工程的基本概念，包括隧道的定义、分类及组成。
2. 学生能描述隧道施工过程中的关键技术，如隧道开挖、支护和衬砌。
3. 学生了解隧道工程中的质量控制、安全监测及环境保护措施。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析隧道工程中可能出现的问题，并提出合理的解决方案。
2. 学生通过小组合作，设计简单的隧道工程模型，提高动手实践能力和团队协作能力。
3. 学生能够运用专业术语，准确表达隧道工程相关知识，提高沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对隧道工程及基础设施建设事业的热爱和责任感。
2. 学生了解隧道工程在国家经济发展和社会进步中的重要作用，增强民族自豪感。
3. 学生通过学习隧道工程，认识到科学技术在工程建设中的价值，培养创新精神和探索意识。
课程性质：本课程为工程技术类课程，以理论教学和实践操作相结合的方式进行。
学生特点：五年级学生，具备一定的认知能力和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合学生特点，采用直观、生动的教学手段，注重培养学生的实践能力和创新意识。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 隧道工程基本概念：包括隧道的定义、分类、功能及在交通、水利等领域的应用。
教材章节：第一章 隧道工程概述2. 隧道工程组成与施工技术：学习隧道主体结构、辅助结构及其施工方法，如钻爆法、盾构法等。
教材章节：第二章 隧道施工技术3. 隧道支护与衬砌：探讨隧道施工中的临时支护和永久衬砌技术，了解其作用和施工要点。
教材章节：第三章 隧道支护与衬砌4. 隧道工程案例分析：分析典型隧道工程案例，了解隧道工程中的关键技术、质量控制、安全监测等方面。
教材章节：第四章 隧道工程案例5. 隧道工程模型设计与制作：分组进行隧道工程模型设计与制作，培养学生的动手实践能力和团队协作精神。
教材章节：第五章 隧道工程实践教学内容安排和进度：第一周：隧道工程基本概念第二周：隧道工程组成与施工技术第三周：隧道支护与衬砌第四周：隧道工程案例分析第五周：隧道工程模型设计与制作（含展示与评价）教学内容确保科学性和系统性，结合教材章节，有助于学生全面掌握隧道工程相关知识。
隧道工程课程设计PPT课件
第一章 设计资料和任务
第一节 设计资料
第二节 设计任务和要求第二章 Nhomakorabea道洞门设计
第一节 隧道建筑限界
第二节 隧道内轮廓确定
第三节 隧道进出口位置确定
第四节隧道洞门结构设计
第三章 隧道总体设计
第四章 隧道支护结构及施工方法设计
第一节 支护结构设计
第二节 施工方法
3
3 设计参考图
建筑限界
4
隧道内轮廓
隧道工程课程设计
1
1 任务、要求及应提交的文件
确定隧道进、出口洞门位置，绘制隧道进、 出口边坡及仰坡开挖线；（隧道洞口平面图）
隧道洞门设计；（洞门立面图和剖面图） 隧道总体设计；（隧道纵断面图） 隧道支护结构和施工方法设计（支护结构图，
开挖方法图） 设计说明书
2
2 设计说明书提纲（建议）
5
隧道洞口平面图
6
隧道洞门立面图
7
隧道洞门平面图
8
隧道纵断面图
9
隧道支护结构设计图
10
隧道开挖方法设计图
11
12
隧道工程课程设计1Microsoft Office Word 文档
5.1 基本知识5.1.1 隧道的分类及其作用从不同角度区分，可得出不同的隧道分类方法，下面简要介绍按用途，长度，断面等几种分类方法。
（1）按照用途分类：包括交通隧道、水工隧道、城市隧道和矿山隧道等。
○1交通隧道交通隧道是应用最广泛的一种隧道，其作用是提供交通运输和人行的通道，以满足交通线路畅通的要求，一般包括有以下几种：公路隧道、铁路隧道、地下铁道和人行隧道等。
○2水工隧道水工隧道湿水利工程和水利发电枢纽的一个重要的组成部分。
水工隧道包括一下几种；引水隧道、尾水隧道、导流隧道或泄洪隧道和排沙隧道等。
○3市政隧道在城市的建设和规划中，充分利用地下空间，将各种不同的市政设施安臵在地下，而修建的地下孔道，称为市政隧道。
市政隧道包括以下几种：给水隧道、污水隧道、管路隧道和线路隧道等。
○4矿山隧道在矿山开采中，从山体以外通向矿床和将开采到的矿石运输出来，是通过修建隧道来实现的。
其作用是为采矿服务的，有下列几种：运输巷道、给水隧道和通风隧道等。
（2）公路隧道按照长度分类，包括；特长隧道、长隧道、中隧道、短隧道等。
（3）按照隧道断面积分类，包括：特大断面隧道（以上）、大断面隧道（50～100）、中等断面隧道（10～50）、小断面隧道（3～10）、极小断面隧道（3以下）等。
5.1.2 隧道勘察隧道勘察阶段的划分应与公路设计阶段相适应，一般分为可行性研究勘察、初步勘察、详细勘察。
5.1.2.1可行性研究勘察公路可行性研究按其工作深度，分为预可行性研究和工程可行性研究。
预可行性研究中的勘察主要侧重于收集与研究已有的文献资料；而在工程可行性研究中，需在分析已有资料的基础上，通过探察，对各个可能方面作实地调查，并对不良地质地段等重要工点进行必要的勘察，大致查明地质情况。
5.1.2.2初步勘察初勘是在批准的工程可行性研究报告推荐建设方案的基础上，在初步选定的路线内进行勘察，其任务是满足初步设计对资料的要求。
根据工程地质条件，优选路线方案，在路线基本走向范围内，对可能作为隧道线位的区间进行初步，重点勘察不良地质地段，以明确隧道能否通过或如何通过。
隧道工程课程设计报告.
《隧道工程》课程设计一目的和任务课程设计是专业课教学计划中的重要环节。
通过该教学环节使学生对所学的理论知识有更深的认识与提高，并应用于实际工程设计，巩固本课程所学知识，提高学生分析问题和解决问题的能力。
二设计要求①必须按照设计任务书的要求完成全部规定容，严格遵守颁布的有关技术规和规程。
②设计图件采用计算机或铅笔绘制，要求线条清晰，整洁美观，符合有关建筑制图规。
③说明书一律用碳素墨水抄写公正，文句通顺，简明扼要，文中计量单位一律采用标准。
三设计资料船溪隧道进口位于新晃县杉木塘村，出口位于新晃县兴隆乡龙马田村。
本隧道所处路段为双向四车道高速公路，隧道建筑限界按80km/h行车速度确定。
为分离式单向行车双线隧道。
隧道左线起汽桩号为2K69+840~2K71+770 ，全长1930m，右线汽桩号为YK69+870~YK71+835 ，全长1965m，按隧道分类左、右线均属长隧道；左线隧道位于R=3000m的圆曲线，右线隧道位于R=35000m 的圆曲线。
左右线均不设置超高。
左线位于 1.1%的上坡与0.66%的下坡，竖曲线半径R=3500m 竖曲线上，右线位于1.1%的上坡与0.66%的下坡，竖曲线半径R=35000m 的竖曲线上。
隧址位于省新晃县波洲镇与兴隆乡境，属于低山区地貌，地形起伏较大，隧道穿越二道冲沟，隧道最大埋深约188m，隧道进口及出口山体坡度较大，约40 ° ~50 °，隧道进口及洞身上坡上遍布杉树、灌木，出口山坡植被较少。
根据质量技术监督局于2001年2月2日发布的《中国地震动参数区划图》查得：隧道区地震动反应谱特征周期为0.35s ;地震动峰值加速度小于0.05g，参照其附录D。
地震基本烈度小于切度，由于勘察场地地形起伏较大，应考虑地形对地震动参数的放大作用。
该勘察区属亚热带季风气候区，气候温和湿润，雨量充沛。
12月至翌年1月为枯水期，降水量最小，从2月份起见增。
段隧道课程设计
段隧道课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握段隧道的基本概念、设计和施工技术，了解其在交通工程中的应用。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解隧道的基本构造和分类。
（2）掌握隧道的选址、设计原则和施工技术。
（3）了解隧道工程的经济和技术指标。
（4）熟悉隧道工程的施工和管理。
2.技能目标：（1）能够分析隧道工程的工程量和投资估算。
（2）能够进行隧道工程的施工和计划编制。
（3）具备隧道工程质量检验和安全管理的基本能力。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对隧道工程的安全、环保和可持续发展理念的认识。
（2）培养学生热爱祖国、服务人民、勇于创新的精神风貌。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.隧道的基本概念和分类：隧道的定义、分类及特点。
2.隧道的设计：选址、设计原则、设计步骤。
3.隧道的施工技术：施工准备、施工方法、施工。
4.隧道工程的经济和技术指标：投资估算、工程量计算、成本控制。
5.隧道工程的质量检验和安全管理：质量标准、检验方法、安全管理。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：系统地传授隧道工程的基本知识和技能。
2.案例分析法：分析实际工程案例，提高学生的应用能力。
3.实验法：进行隧道工程的模拟实验，培养学生的实践能力。
4.讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作和沟通能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的隧道工程教材。
2.参考书：提供相关的隧道工程书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，直观地展示隧道工程的形象。
4.实验设备：购置隧道工程的模拟实验设备，提高学生的实践能力。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采取以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、讨论等方式，评估学生的学习态度和积极性。
2.作业：布置适量的作业，评估学生的知识掌握和应用能力。
简易隧道工程课程设计
简易隧道工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解隧道工程的基本概念，掌握隧道结构及其组成部分。
2. 使学生了解隧道施工过程中的关键技术和安全措施。
3. 引导学生掌握简易隧道工程的设计原则和方法。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行简易隧道工程设计的实际操作能力。
2. 培养学生分析隧道工程问题，提出解决方案的能力。
3. 提高学生在团队协作中沟通、协调和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对隧道工程领域的兴趣和热爱，激发学生的求知欲。
2. 培养学生具备安全意识、环保意识和责任感，了解隧道工程对环境和社会的影响。
3. 引导学生树立正确的价值观，认识到隧道工程在国民经济和社会发展中的重要作用。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识和实际操作，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的阶段，对实际工程有较高的兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，强化学生的实际操作能力，提高学生的综合素养。
通过课程学习，使学生达到以下具体学习成果：1. 能够阐述隧道工程的基本概念、结构及施工技术。
2. 能够运用所学知识进行简易隧道工程设计。
3. 能够在团队协作中发挥自己的作用，有效沟通和解决问题。
4. 具备安全意识、环保意识和责任感，认识到隧道工程的社会价值。
二、教学内容本课程依据课程目标，结合教材内容，制定以下教学内容：1. 隧道工程基本概念：介绍隧道的定义、分类、功能及其在国民经济中的应用。
2. 隧道结构及组成部分：详细讲解隧道主体结构、辅助结构及其作用。
3. 隧道施工技术：- 施工准备：地形地貌调查、施工方案制定等。
- 施工方法：明挖法、暗挖法、盾构法等。
- 施工安全与环保措施：隧道施工过程中的安全管理、环保措施等。
4. 简易隧道工程设计：- 设计原则：安全、经济、合理、环保等原则。
- 设计方法：分析隧道工程需求，制定设计参数，完成设计图纸。
5. 教学大纲安排：- 第一周：隧道工程基本概念、结构及组成部分。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《隧道工程》课程设计说明书作者姓名：专业、班级：学号：指导教师：设计时间： 2014.1.14 河南理工大学Henan Polytechnic University目录1.课程设计题目 .................................................................................................................................................... - 1 -2.拟定隧道的断面尺寸 ........................................................................................................................................ - 1 -2.1 隧道的建筑限界 .................................................................................................................................... - 1 -2.2 隧道的衬砌轮廓断面 ............................................................................................................................ - 2 -3.隧道衬砌结构计算 ............................................................................................................................................ - 3 -3.1 基本资料 ................................................................................................................................................ - 3 -3.2荷载确定 ................................................................................................................................................. - 3 -3.3浅埋隧道荷载计算 ................................................................................................................................. - 4 -(1)作用在支护结构上的垂直压力 ............................................................................................................. - 4 -4.结构设计计算 .................................................................................................................................................... - 6 -4.1计算基本假定 ......................................................................................................................................... - 6 -4.2内力计算结果 ......................................................................................................................................... - 6 -5. MIDAS计算内力表 ......................................................................................................................................... - 9 -6.IV级围岩配筋计算 ......................................................................................................................................... - 12 -6.1偏心受压对称配筋 ............................................................................................................................... - 12 -6.2受弯构件配筋 ....................................................................................................................................... - 13 -6.3箍筋配筋计算 ....................................................................................................................................... - 14 -6.4最小配筋率验算 ................................................................................................................................... - 14 -6.5裂缝宽度验算 ....................................................................................................................................... - 14 -主要参考文献： ................................................................................................................................................. - 15 -《隧道工程》课程设计任务书1.课程设计题目某高速铁路隧道IV级围岩段衬砌结构设计2.拟定隧道的断面尺寸2.1 隧道的建筑限界根据《公路隧道设计规范》(JTG D-2004)有关条文规定，隧道的建筑限界高度H 取5.5m，宽度取8.5m，如图2-1所示建筑界限图2.2 隧道的衬砌轮廓断面根据《公路隧道设计规范》(JTG D -2004)有关条文规定，拟定隧道的衬砌，衬砌材料为C20混凝土，弹性模量72.810Ec kPa =⨯ ，重度322h kN m γ=，衬砌厚度取50cm ，如图2-2所示。
隧道衬砌图3.隧道衬砌结构计算3.1 基本资料某高速铁路隧道，结构断面如图2-1所示。
围岩级别为I V 级，埋深H=19m ，隧道围岩天然容重322kN m γ=，衬砌材料为C 20混凝土，弹性模量72.810Ec kPa =⨯，重度322h kN m γ=。
3.2荷载确定3.2.1围岩压力计算根据围岩压力计算公式：10.452S z δγω-=⨯⨯ 计算围岩竖向均布压力：10.452S q γω-=⨯⨯ 式中：s-围岩类别，此处s=5γ —围岩容重，此处3=22kN m γω —跨度影响系数，=1+-i ω（B 5） 毛洞跨度B=8.5m ，因为B 大于5m ，所以i=0.1，此处=1+-i ω（B 5）=1+0.1（8.5-5）=1.35m 所以有：40.452 1.359.72h m =⨯⨯= ， 2.524.3p H h m == ，因为24.3m 大于20m,所以此隧道为浅埋隧道。
3.2.2围岩水平压力围岩水平均布压力：0.250.259.722253.46e hq kMPa ==⨯⨯=3.3浅埋隧道荷载计算(1)作用在支护结构上的垂直压力由于q ph H H <<，为便于计算，假定岩土体中形成的破裂面是一条与水平成β角的斜直线，如图5.1所示。
EFGH 岩土体下沉，带动两侧三棱体（图中FDB 和ECA ）下沉，整个岩土体ABDC 下沉时，又要受到未扰动岩土体的阻力；斜直线AC 或BD 是假定的破裂面，分析时考虑内聚力c ，并采用了计算摩擦角cϕ；另一滑面FH 或EG 则并非破裂面，因此，滑面阻力要小于破裂面的阻力。
该滑面的摩擦系数θ为36.5度。
查询铁路隧道设计相关规范，取计算摩擦角40c ϕ=。
浅埋隧道荷载计算简图如上图所示，隧道上覆岩体EFGH 的重力为W ，两侧三棱岩体FDB 或ECA 的重力为1W ，未扰动岩体整个滑动土体的阻力为F ，当EFHG 下沉，两侧受到阻力T 或'T ，作用于HG 面上的垂直压力总值Q 浅为：'22sin 2Q W T W T =-=-浅(2-4)其中，三棱体自重为：112tan h W hγβ=(2-5)式中：h 为坑道底部到地面的距离(m)；β为破裂面与水平的交角(°)。
由图据正弦定理可得1sin()sin[90()]T W βϕβϕθ-=︒--+(2-6)由于GC 、HD 与EG 、EF 相比往往较小，而且衬砌与岩土体之间的摩擦角也不同，当中间土块下滑时，由FH 及EG 面传递，考虑压力稍大些对设计的结构也偏于安全，因此，摩阻力不计隧道部分而只计洞顶部分，在计算中用H 代替h ，有：2(tan 1)tan tan tan tan tan c cc c ϕϕβϕϕθ+=+- (2-7)tan tan 0.397tan [1tan (tan tan )tan tan ]cc c βϕββϕθϕθλ-=+-+=(2-8)2(1tan )213.29/ttQ H q H KN m B B γλθ==-=浅浅(2-9)埋深为23m 时，土压力值为2213.29kN m 。